Para el proyecto se utilizará un PLC marca Wago debido a que cuenta con comunicación vía Ethernet/IP lo cual permitirá comunicar de manera sencilla y barata a los dispositivos que vamos a utilizar. Otra de las ventajas que maneja es que cuenta con una gran capacidad de ampliación gracias a su sistema de módulos escalables de entradas y salidas por lo cual en dado caso de que se requieran conectar mas dispositivos a futuro esto será posible sin la necesidad de gastar en otro PLC, el precio también es un factor importante para su elección ya que comparado con PLC’s de otras marcas (Siemens, Allen-Bradley, etc) el precio es menor aproximadamente en un 20%. El software para la programación del PLC maneja un lenguaje que se encuentra estandarizado por la norma IEC 611313 además de que cuenta con librerías con funciones especificas para las necesidades del proyecto por lo cual el diseño del programa para el control se facilita mucho más.
La arquitectura de control del sistema se muestra en el plano A-007 (Arquitectura de
Copntrol) dentro del apéndice .
El software de programación a utilizar es CoDeSys V2.3 el cual permite crear los programas de control de los sistemas propuestos, además de comunicarse vía Ethernet y transferir la información.
CoDeSys es uno de los sistemas de programación del estándar IEC 611313 más comunes para PLCs y reguladores industriales. Permite programar autómatas de diferentes fabricantes, así cómo generar código para algunos microprocesadores y DSPs. Soporta los cinco lenguajes de programación del estándar, dispone de visualización integrada, además de un simulador offline. Se trata de un software de programación abierto y se puede descargar, incluyendo un manual de ayuda en línea muy completo, directamente de la página del fabricante de los PLCs,
www.wago.com.
Para poder utilizar este software sin problemas se requiere tener un sistema con las siguientes características como mínimo:
Pentium II, 500 MHz 128 MB RAM
70 MB de espacio de disco duro disponible
CD ROM drive
A continuación se dará una breve explicación de los menús de trabajo (Figura 62).
Figura 62. Menús del software CoDeSys V.2.3
Barra de menú: permite realizar diferentes funciones como recuperar o guardar programas, opciones de ayuda, etc. Es decir, las funciones elementales de cualquier software actual.
Barra de iconos: engloba las funciones de uso más repetido en el desarrollo de los programas.
Barra de instrucciones: Esta barra permitirá, a través de pestañas y botones, acceder de forma rápida a las instrucciones más habituales del lenguaje utilizado (en el ejemplo de la figura 54 se utiliza lenguaje Ladder). Presionando sobre cada instrucción, ésta se introducirá en el editor del programa.
Panel de resultados: aparecen los errores de programación que surgen al verificar la corrección del programa realizado (Project > Build) o del proyecto completo (Project > Rebuild all). Efectuando doble clic sobre el error, automáticamente el cursor se sitúa sobre la ventana del editor del programa en la posición donde se ha producido el error.
Declaración de variables: En esta ventana aparecen todas las variables definidas en el programa, así como la declaración de todos los temporizadores, contadores u otros objetos que se hayan utilizado. También es posible la inicialización de una variable, así como la asignación de una salida o una entrada, digital o analógica del PLC.
Editor del programa: Contiene el texto o el esquema, según el lenguaje utilizado entre los 5 lenguajes que soporta CoDeSyS, del programa que se esté realizando. Se puede interaccionar sobre esta ventana escribiendo el programa directamente desde el teclado o ayudándose con el ratón (ya sea arrastrando objetos procedentes de otras ventanas ó seleccionando opciones con el botón derecho del ratón).
Barra de estado: Permite visualizar el modo de trabajo del procesador (online/offline). En el caso de estar online, la palabra ONLINE se pone en negrita y se puede visualizar a continuación cuál es el PLC con el que está comunicado o si se encuentra en modo simulación, activándose la palabra SIM. Si el PLC o la simulación están en marcha, aparecerá la palabra RUNNING en negrita.
Árbol del proyecto: Esta ventana está situada en la izquierda de la pantalla. En el fondo dispone de cuatro pestañas cada una de las cuales tiene una función diferente (Figura 63):
POUs (Program Organization Unit): Tanto funciones como bloques de funciones y programas son POUs, los cuales pueden ser complementados por acciones. Cada POU consiste en una parte de declaración y un cuerpo. El cuerpo del programa se escribe en el editor del programa en uno de los lenguajes de programación del IEC, que son IL, ST, SFC, FBD, LD o CFC. CoDeSys soporta todos los POUs del estándar IES. Si se quieren usar estos POUs en el proyecto, se debe incluir la librería standard.lib en éste.
Data types: en este apartado el usuario puede definir sus propios tipos de datos. Como por ejemplo: estructuras, tipos de enumeración y referencias.
Visualizations: CoDeSys proporciona visualizaciones de modo que el usuario pueda mostrar las variables de su proyecto. Se pueden dibujar elementos geométricos offline, que en modo online, pueden cambiar su forma/color/texto en respuesta a valores especificados de las variables.
Resources: en este apartado se ayuda a configurar y a organizar el proyecto. Es posible entre otras tareas la definición de variables globales las cuales se pueden utilizar en todo el proyecto; la gestión de las librerías; la configuración de un sistema de alarma o la configuración del hardware del PLC.
Para empezar a utilizar el programa lo primero que se debe hacer es crear un proyecto nuevo, File > New y seguidamente aparecerá un cuadro de diálogo para configurar el PLC al que se conectará. Se selecciona del menú desplegable el siguiente: WAGO_750841 (Figura 64).
Figura 64. Seleccíon del CPU del PLC Wago.
A continuación aparecerá un menú para configurar el primer POU del proyecto. Se puede elegir el lenguaje de programación entre los 5 disponibles del estándar IEC además del tipo de POU (Programa, Función o Bloque de Función).
El primer POU creado en un proyecto nuevo se llamará automáticamente PLC_PRG y este nombre no se podrá modificar (Figura 65).
Figura 65. Configuración de programa nuevo.
Una vez creado el primer POU, se puede empezar a programar en el “Editor del programa” en el lenguaje deseado.
Para añadir más POUs al proyecto se debe acceder a la primera pestaña, POUs, del “Árbol del proyecto”, hacer clic con el botón derecho del ratón en la carpeta POUs y en Add Object. A continuación aparecerá un menú idéntico al del primer POU, para definir el tipo y el lenguaje de éste. En este caso no aparecerá ningún nombre y se podrá elegir el que se quiera (sin espacios).
Si se desea cambiar el nombre, el lenguaje, editar el objeto u otras propiedades de los POUs definidos anteriormente, se debe hacer clic con el botón derecho en el POU deseado y aparecerá un menú con todas las opciones posibles.
Una vez que se ha acabado de programar el proyecto completo se debe comprobar que no contenga errores, ya sean de sintaxis como de uso incorrecto de variables.
Para verificar un proyecto se debe ir al menú Project > Rebuild all. Los posibles errores de programación aparecerán en la ventana inferior “Panel de resultados” y mediante un doble clic en el mensaje del error se accederá directamente a la línea de programación donde se ha producido en el “Editor del programa”.
Conexión con el Hardware (PLC).
Uno de los pasos más importantes a la hora de programar un PLC es su correcta configuración de Hardware dentro del Software de programación. Si este PLC dispone de conexión Ethernet –como es este caso– es preciso además configurar la comunicación de red.
Cada vez que se crea un proyecto nuevo, se elige la configuración adecuada del PLC (WAGO_750841). Pero además es necesario configurar las tarjetas de entradas y salidas que dispone.
Accediendo a la cuarta pestaña, Resources, del “Árbol del proyecto” se encuentra la opción PLC Configuration. Si se hace doble clic en este apartado, aparece a la derecha la configuración del hardware disponible (Figura 66).
Figura 66. Configuración del PLC.
Si en el apartado KBus[FIX] no aparecen los módulos de entradas y salidas que dispone el PLC, se deben insertar, haciendo clic con el botón derecho en KBus[FIX] y seleccionar Insert Element (Figura 67).
Seguidamente aparecerá un menú de configuración de I/O (Figura 68) donde se podrán elegir todos los módulos de entradas y salidas disponibles para el módulo ENI del PLC.
Figura 68. Configuración de los modulos de entradas y salidas.
Configuración de las comunicaciones de red
Para realizar la configuración de la red se debe acceder al apartado Online > Communication Parameters de la barra de menú y parecera un cuadro de dialogo (Figura 69).
Seleccionando la opción New, se podrá configurar un nuevo canal de comunucación. Como para el proyecto se utilizaran 3 PLC’s se debe agregar un canal de comunicación nuevo y asignarle un nombre, como por ejemplo PLC1 (Figura 70).
Figura 70. Configuración del canal de comunicación del PLC.
Al validar el nuevo canal aparecerá la configuración como se observa en la figura 71.
Figura 71. Configuración de la dirección IP.
El valor de la dirección IP de la configuración PLC1 aparece vacío. Haciendo doble clic en localhost podemos introducir el número IP correspondiente al PLC.
Una vez que se ha realizado el programa y se ha verificado que no exista ningún error se procede a descargar el programa al procesador del PLC.
Se debe comprobar que el programa no este en modo de simulación, es decir que la opción Online > Simulation Mode de la barra de menú tiene que estar desactivada.
En el apartado Online > Communication Parameters, debe estar seleccionada la comunicación de red, con su correspondiente dirección IP, del PLC con el que nos queremos comunicar.
Una vez comprobadas las condiciones anteriores es posible la descarga del programa. Se debe seleccionar la opción Online > Login.
Una vez hecha la transferencia, para poner en marcha el PLC, se debe seleccionar Online > Run, pulsar la tecla F5 o hacer clic en el icono
De esta forma el PLC estará en modo online y las variables de entrada y salida podrán ser leídas o modificadas respectivamente. Mientras se esté conectado con el PLC se podrá observar como se va modificando el valor de las variables según la evolución del programa realizado.